[發明專利]一種油脂基多胺固化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011636609.X
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112759565B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 任鵬;李寅;平原;馬敏
• 申請（專利權）人: 蘇州豐倍生物科技股份有限公司
• 主分類號: C07D303/42
• 分類號: C07D303/42;C07D301/00;C07D301/12;C08G18/36;C08G18/32
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 向亞蘭

本發明公開了一種油脂基多胺固化劑及其制備方法和應用，制備方法包括以下步驟：(1)將蓖麻油、過氧化氫、甲酸及濃硫酸和/或對甲苯磺酸混合反應，生成環氧蓖麻油；(2)使步驟(1)所得的環氧蓖麻油與脂肪酸族二元酸在有機溶劑中、在對甲苯磺酸催化下生成環氧蓖麻油基二元酸單酯；(3)使步驟(2)所得的環氧蓖麻油基二元酸單酯與多乙烯多胺反應，生成油脂基多胺固化劑；本發明同時公開了原料中包括上述油脂基多胺固化劑的聚氨酯；該方法制備的油脂基多胺固化劑能夠作為固化劑與環碳酸酯反應，分子內的多支鏈結構使聚合后形成的聚氨酯空間結構更穩定，并賦予制成的植物油基聚氨酯優異的韌性和強度，同時增強了耐候性以及化學穩定性。

技術領域

本發明屬于聚氨酯技術領域，尤其是涉及植物油基聚氨酯，具體涉及一種油脂基多胺固化劑及其制備方法和應用。

背景技術

傳統聚氨酯主要是由二異氰酸酯或多異氰酸酯與多羥基化合物加聚而成的主鏈上含有重復氨基甲酸酯基團的高分子化合物。由于其具有較好的耐溶劑和耐磨性，還有較高的強度和彈性等突出性能，廣泛應用于橡膠、涂料、塑料、膠黏劑等領域。但是制備聚氨酯所使用的主要材料異氰酸酯毒性大，對人體健康危害大，并且異氰酸酯的合成路線也具有高危險及難操作性?，F今的化學工業，不僅要求產品具有優異的綜合性能，同時生產過程安全、綠色環保，也是發展趨勢。為了克服傳統聚氨酯生成過程中的缺點，越來越多的研究者開始關注植物源型非異氰酸酯聚氨酯的研究和開發。

非異氰酸酯聚氨酯與傳統聚氨酯具有相同的氨基甲酸酯基團，因此具備傳統聚氨酯所擁有的優異性能，并且非異氰酸酯聚氨酯中存在分子內氫鍵，它提高了產品的耐化學品性和耐水解性以及抗滲透性。其次非異氰酸酯聚氨酯的合成主要是環碳酸酯與胺作為主原料，不涉及異氰酸酯，合成工藝比較簡單，且合成原料之一的環碳酸酯可以由二氧化碳反應制得，具有很高的經濟效益和環保價值，符合“綠色化學”的時代要求。

目前，已經嘗試使用可再生資源制成非異氰酸酯聚氨酯，例如植物油基聚氨酯，但目前的植物油基聚氨酯存在耐候性差、化學穩定性弱的缺點，不適合作為硬泡聚氨酯組分使用。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中的不足，提供一種制備新的油脂基多胺固化劑的方法，該方法制備的油脂基多胺固化劑能夠作為制成植物油基聚氨酯預聚體的固化劑，并賦予制成的植物油基聚氨酯優異的韌性和強度，同時增強了耐候性以及化學穩定性。

本發明同時還提供了一種上述方法制備的油脂基多胺固化劑。

本發明同時還提供了一種包含上述油脂基多胺固化劑的聚氨酯。

為達到上述目的，本發明采用的一種技術方案是：

一種油脂基多胺固化劑的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：

(1)將蓖麻油、過氧化氫、甲酸及硫酸和/或對甲苯磺酸混合反應，生成環氧蓖麻油；

(2)將步驟(1)所得的環氧蓖麻油與脂肪酸族二元酸在有機溶劑中、在對甲苯磺酸催化下反應生成環氧蓖麻油基二元酸單酯；

(3)將步驟(2)所得的環氧蓖麻油基二元酸單酯與多乙烯多胺反應，生成所述油脂基多胺固化劑。

根據本發明的一些優選方面，步驟(1)中，所述蓖麻油、所述甲酸和所述硫酸和/或對甲苯磺酸的投料質量比為100∶5-10∶0.2-0.8。

根據本發明的一些優選方面，步驟(1)中，所述過氧化氫與所述甲酸的投料質量比為25-40∶1。

根據本發明的一些優選方面，步驟(1)中，所述反應在40-70℃下進行。

根據本發明的一些優選方面，步驟(1)中，先將蓖麻油、甲酸及硫酸和/或對甲苯磺酸混合，升溫至40-70℃，然后滴加雙氧水反應。

在本發明的一些實施方式中，所述雙氧水采用質量百分濃度為30-50％的過氧化氫水溶液。